JP4894776B2 - Battery monitoring device - Google Patents
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Description
本発明は、電池セルの直列接続体としての組電池を構成する1又は隣接する複数の電池セルからなる単位電池のそれぞれの電圧を検出すべく、高電位側接続手段によって前記単位電池及びキャパシタ間を電気的に接続することで前記キャパシタに前記単位電池の電圧を印加した後、前記接続を解除し、低電位側接続手段によって前記キャパシタ及び電圧検出手段間を電気的に接続することで前記単位電池の電圧を検出する組電池の監視装置に関する。 The present invention provides a high-potential side connection means between the unit battery and the capacitor so as to detect each voltage of the unit battery composed of one or a plurality of adjacent battery cells constituting an assembled battery as a series connection body of battery cells. After the voltage of the unit cell is applied to the capacitor by electrically connecting the unit, the connection is released, and the unit is electrically connected between the capacitor and the voltage detecting unit by a low-potential side connecting unit. The present invention relates to a battery pack monitoring device that detects battery voltage.
図8(a)に、この種の監視装置の構成を例示する。図示される組電池10は、電池セルB0〜B3の直列接続体であり、これら各電池セルBi(i=0〜3)の負極は、スイッチング素子SWiを介してフライングキャパシタ12に接続可能とされ、電池セルBiの正極は、スイッチング素子SW(i+1)を介してフライングキャパシタと接続可能とされる。フライングキャパシタ12は、スイッチング素子SSa,SSbを介して電圧検出回路14に接続可能とされる。こうした構成において、例えばスイッチング素子SW0、SW1をオン状態とすることで電池セルB0の電圧をフライングキャパシタ12に印加した後、これらスイッチング素子SW0、SW1をオフ状態とし、更にスイッチング素子SSa,SSbをオン状態とすることで、電圧検出回路14によって電池セルB0の電圧を検出することができる。
FIG. 8A illustrates the configuration of this type of monitoring device. The illustrated assembled
図9(a)には、2つのフライングキャパシタ12a,12b及び電圧検出回路14a,14bを備えることで、一度に2つの電池セルの電圧を検出することを可能とした場合を例示している。
FIG. 9A illustrates a case where two
なお、こうした組電池の監視装置としては、他にも例えば下記特許文献1にみられるものがある。
ところで、上記スイッチング素子SW0〜SW4のいずれかに短絡状態となる異常(ショート)が生じる場合には、フライングキャパシタ12,12a,12bに印加される電圧が選択された電池セルの電圧とは相違することとなるため、電圧を適切に検出することができなくなる。図8(b)には、図8(a)の構成においてスイッチング素子SW0〜4のそれぞれがショートした場合についての電池セルB0〜B3の電圧の検出値V0〜V3を示す。なお、ここでは、各電池セルB0〜B3の実際の電圧を全て「10」としている。また、図9(b)には、図9(a)の構成においてスイッチング素子SW0〜4のそれぞれがショートした場合についての電池セルB0〜B3の電圧の検出値V0〜V3を示す。
By the way, when an abnormality (short circuit) occurs in any of the switching elements SW0 to SW4, the voltage applied to the
このように、スイッチング素子SW0〜SW4のいずれかがショートした場合には、電池セルの電圧を適切に検出することができない。 As described above, when any of the switching elements SW0 to SW4 is short-circuited, the voltage of the battery cell cannot be detected appropriately.
一方、電池セルB0〜B3の電圧は、その充電状態等の電池セルB0〜B3自身の異常の有無に応じても変動し得る。このため、電池セルB0〜B3の電圧の検出値V0〜V3によっては、スイッチング素子SW0〜SW4の異常であるのか、電池セルB0〜B4自身の異常であるのかを特定できなくなる懸念がある。特に、図9(b)に示した結果の方が図8(b)に示した結果と比較して異常の程度が低いことからもわかるように、一般に、単一の電圧検出回路にて検出対象となる電池セルの数が少なくなるほど、上記特定が困難となる。 On the other hand, the voltages of the battery cells B0 to B3 can also vary depending on the presence or absence of abnormality of the battery cells B0 to B3 itself such as the state of charge thereof. For this reason, depending on the detected voltage values V0 to V3 of the battery cells B0 to B3, there is a concern that it may not be possible to specify whether the switching elements SW0 to SW4 are abnormal or the battery cells B0 to B4 themselves are abnormal. In particular, the result shown in FIG. 9B is generally detected by a single voltage detection circuit, as can be seen from the fact that the degree of abnormality is lower than the result shown in FIG. 8B. The smaller the number of target battery cells, the more difficult the above identification.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電池セルの直列接続体としての組電池を構成する1又は隣接する複数の電池セルからなる単位電池及び蓄電手段間を接続する高電位側接続手段と蓄電手段及び電圧検出手段間を接続する低電位側接続手段との少なくとも一方の異常の有無をより的確に判断することのできる組電池の監視装置を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the object thereof is between a unit battery and a power storage means, each of which is composed of one or a plurality of adjacent battery cells constituting an assembled battery as a series connection body of battery cells. To provide a battery pack monitoring device that can more accurately determine whether or not there is an abnormality in at least one of a high potential side connecting means for connecting the battery and a low potential side connecting means for connecting between the power storage means and the voltage detecting means. It is in.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effects thereof will be described.
請求項1記載の発明は、電池セルの直列接続体としての組電池を構成する1又は隣接する複数の電池セルからなる単位電池のそれぞれの電圧を検出すべく、高電位側接続手段によって前記単位電池及び蓄電手段間を電気的に接続することで前記蓄電手段に前記単位電池の電圧を印加した後、前記接続を解除し、低電位側接続手段によって前記蓄電手段及び電圧検出手段間を電気的に接続することで前記単位電池の電圧を検出する組電池の監視装置において、前記組電池にキャパシタ及び抵抗体を介して出力端子が電気的に接続される交流信号出力手段と、該交流信号出力手段によって交流信号が出力されて且つ前記低電位側接続手段及び前記高電位側接続手段のいずれか一方による前記電気的な接続がなされている期間における前記抵抗体及びキャパシタ間の電圧に基づき、前記低電位側接続手段及び前記高電位側接続手段のいずれか他方の異常の有無を判断する判断手段とを備えることを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, in order to detect each voltage of a unit battery composed of one or a plurality of adjacent battery cells constituting an assembled battery as a series connection body of battery cells, the unit is connected by a high potential side connection means. After the voltage of the unit battery is applied to the power storage means by electrically connecting the battery and the power storage means, the connection is released, and the power storage means and the voltage detection means are electrically connected by the low potential side connection means. In the assembled battery monitoring device that detects the voltage of the unit battery by connecting to the alternating current signal output means, an output terminal is electrically connected to the assembled battery via a capacitor and a resistor, and the alternating current signal output The resistor and the resistor in a period in which an AC signal is output by the means and the electrical connection is made by either the low potential side connection means or the high potential side connection means. Based on the voltage across the capacitor, wherein the comprises a determination unit configured to determine either the presence or absence of other abnormal low-potential-side connecting unit and the high-potential-side connecting means.
交流信号出力手段によって交流信号が出力されると、キャパシタ及び抵抗体間の電圧は、交流信号の電圧変動に応じて変動する。一方、低電位側接続手段及び電圧検出手段を備える電気経路と接地との抵抗は、通常の絶縁レベルよりも低い傾向にある。しかし、低電位側接続手段及び高電位側接続手段のいずれか一方による電気的な接続がなされている場合であっても、いずれか他方による電気的な接続がなされていないなら、キャパシタ及び抵抗体間の電圧の変動状態は変わらない。ただし、いずれか他方にその絶縁不良が生じる異常が生じている場合には、いずれか一方による電気的な接続がなされることで、上記低電位側接続手段及び電圧検出手段を備える電気経路から上記抵抗体及びキャパシタ間までが導通状態とされ、ひいては、抵抗体及びキャパシタ間から上記電気経路を経由して接地までの電気系統が導通状態となる。そしてこれにより、上記交流信号出力手段から交流信号が出力される際の上記キャパシタ及び抵抗体間の電圧が低下する。上記発明では、この点に着目することで、上記いずれか他方の異常(絶縁不良異常)を的確に判断することができる。 When an AC signal is output by the AC signal output means, the voltage between the capacitor and the resistor varies according to the voltage variation of the AC signal. On the other hand, the resistance between the electrical path including the low potential side connection means and the voltage detection means and the ground tends to be lower than the normal insulation level. However, even if the electrical connection is made by either one of the low potential side connection means and the high potential side connection means, if the electrical connection by either one is not made, the capacitor and the resistor The voltage fluctuation state between them does not change. However, in the case where an abnormality that causes the insulation failure occurs in either of the other, the electrical connection by either one is performed, and the above-described electric path including the low potential side connection unit and the voltage detection unit is used. The connection between the resistor and the capacitor is brought into a conductive state, and the electric system from the resistor and the capacitor to the ground through the electric path is brought into a conductive state. As a result, the voltage between the capacitor and the resistor when the AC signal is output from the AC signal output means decreases. In the above invention, by paying attention to this point, it is possible to accurately determine the other abnormality (insulation failure abnormality).
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記高電位側接続手段は、複数の前記単位電池のいずれかを選択して前記蓄電手段に電気的に接続可能とするマルチプレクサであることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the high potential side connection means is a multiplexer that allows one of the unit cells to be selected and electrically connected to the power storage means. It is characterized by that.
上記発明では、高電位側接続手段がマルチプレクサであるために、複数の単位電池のうちの特定の単位電池を蓄電手段に電気的に接続する手段に絶縁不良の異常が生じている場合には、この影響で他の単位電池の電圧を適切に検出することができなくなることがある。しかし、この電圧値の異常がマルチプレクサの異常に起因するものか、電池セル自体の異常に起因するものかを特定するのは困難である。この点、上記発明では、判断手段を備えることで、マルチプレクサの異常を的確に判断することができる。 In the above invention, since the high-potential side connection means is a multiplexer, when there is an abnormality in insulation failure in the means for electrically connecting a specific unit cell of the plurality of unit batteries to the power storage means, Due to this influence, the voltage of other unit batteries may not be detected properly. However, it is difficult to specify whether the abnormality of the voltage value is caused by the abnormality of the multiplexer or the abnormality of the battery cell itself. In this regard, in the above-described invention, the abnormality of the multiplexer can be accurately determined by providing the determination means.
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記低電位側接続手段及び前記高電位側接続手段のいずれかによる前記判断手段による判断処理のための前記電気的な接続時間を、前記単位電池の電圧検出時における前記高電位側接続手段による電気的な接続時間よりも長く設定する設定手段を更に備え、前記判断手段は、前記設定手段により前記接続時間が設定されている場合に前記判断を行うことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the electrical connection time for determination processing by the determination unit according to any one of the low potential side connection unit and the high potential side connection unit. Is further set longer than the electrical connection time by the high potential side connection means at the time of voltage detection of the unit battery, and the determination means has the connection time set by the setting means In this case, the determination is performed.
低電位側接続手段及び電圧検出手段を備える電気経路に絶縁不良が生じることに起因してキャパシタ及び抵抗体間に現れる交流信号の波高値が低下する現象は、上記キャパシタが十分に充電された後に顕著に生じる。一方、上記キャパシタは、通常、上記蓄電手段よりも容量が大きくなる傾向にある。このため、キャパシタの充電時間を確保するうえでは、低電位側接続手段及び高電位側接続手段のいずれか一方の接続時間を、単位電池の電圧検出のために蓄電手段に電圧を印加する際の高電位側接続手段による接続時間よりも長くすることが望ましい。上記発明では、この点に鑑み、設定手段を備えることで、キャパシタが十分に充電されると想定される時間の経過を待って異常の有無を判断することができ、ひいては判断精度を向上させることができる。 The phenomenon that the peak value of the AC signal appearing between the capacitor and the resistor decreases due to the occurrence of insulation failure in the electric path including the low potential side connection means and the voltage detection means is that the capacitor is sufficiently charged. Prominently occurs. On the other hand, the capacitor generally tends to have a larger capacity than the power storage means. For this reason, in order to secure the charging time of the capacitor, the connection time of either the low potential side connection means or the high potential side connection means is used when the voltage is applied to the power storage means for voltage detection of the unit battery. It is desirable to make it longer than the connection time by the high potential side connection means. In the above invention, in view of this point, by providing the setting means, it is possible to determine the presence or absence of abnormality after a lapse of time when it is assumed that the capacitor is sufficiently charged, thereby improving the determination accuracy. Can do.
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の発明において、前記組電池は、車両に搭載されるものであり、前記交流信号出力手段によって交流信号が出力されて且つ前記低電位側接続手段及び前記高電位側接続手段のいずれによる前記電気的な接続もなされていない期間における前記抵抗体及びキャパシタ間の電圧に基づき、前記組電池を備える高圧システムと車体との絶縁不良の有無を検出する絶縁不良検出手段を更に備えることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the assembled battery is mounted on a vehicle, and an AC signal is output by the AC signal output means. And a vehicle body and a high-voltage system including the assembled battery based on a voltage between the resistor and the capacitor during a period when the electrical connection is not performed by any of the low potential side connection means and the high potential side connection means. Insulation failure detection means for detecting the presence or absence of insulation failure is further provided.
交流信号出力手段によって交流信号が出力されると、キャパシタ及び抵抗体間の電圧は、交流信号の電圧変動に応じて変動する。ここで、組電池を備える高圧システムと車体とが絶縁不良である場合には、上記抵抗体及びキャパシタ間から高圧システムを経由して接地までの電気系統が導通状態となる。そしてこれにより、上記交流信号出力手段から交流信号が出力される際の上記キャパシタ及び抵抗体間の電圧が低下する。上記発明では、この点に着目することで、車体と高圧システムとの絶縁不良の有無を適切に検出することができる。特に、この検出処理は、上記判断処理と部分的に同一であるため、判断手段及び絶縁不良検出手段は、自身の構成要素の一部を互いに共有することができるとともに、上記交流信号出力手段についてもこれを共有することができる。 When an AC signal is output by the AC signal output means, the voltage between the capacitor and the resistor varies according to the voltage variation of the AC signal. Here, when the high-voltage system including the assembled battery and the vehicle body are poorly insulated, the electrical system from the resistor and the capacitor to the ground via the high-voltage system becomes conductive. As a result, the voltage between the capacitor and the resistor when the AC signal is output from the AC signal output means decreases. In the above invention, by paying attention to this point, it is possible to appropriately detect the presence or absence of insulation failure between the vehicle body and the high-pressure system. In particular, since this detection process is partially the same as the above-described determination process, the determination unit and the insulation failure detection unit can share a part of their constituent elements with each other and the AC signal output unit. Can also share this.
請求項5記載の発明は、請求項4記載の発明において、前記判断手段は、前記絶縁不良検出手段による絶縁不良の検出の有無に基づき、前記判断を行うことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the invention, the determination unit performs the determination based on whether or not an insulation failure is detected by the insulation failure detection unit.
上記絶縁不良検出手段によって絶縁不良が検出される場合には、低電位側接続手段及び高電位側接続手段のいずれにも異常がない場合であっても、交流信号が出力されて且つ上記いずれか一方による電気的な接続がなされている期間における抵抗体及びキャパシタ間の電圧に異常が生じ得る。上記発明では、この点に鑑み、絶縁不良検出手段による絶縁不良の検出の有無に基づき上記いずれか他方の異常の有無を判断することで、高圧システム及び車体間の絶縁不良に起因する異常を上記いずれか他方の異常と誤判断することを回避することができる。 When an insulation failure is detected by the insulation failure detection means, an AC signal is output and any one of the above even if there is no abnormality in either the low potential side connection means or the high potential side connection means. Abnormality may occur in the voltage between the resistor and the capacitor during the period in which electrical connection is made by one side. In the above invention, in view of this point, the abnormality due to the insulation failure between the high-pressure system and the vehicle body is determined by determining the presence or absence of the other abnormality based on the presence or absence of the insulation failure detected by the insulation failure detection means. It is possible to avoid misjudging one of the other abnormalities.
請求項6記載の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載の発明において、前記低電位側接続手段及び前記電圧検出手段間を地絡させる地絡手段を更に備え、前記判断手段は、前記地絡手段によって低電圧側接続手段及び前記電圧検出手段間が地絡されている場合に、前記判断を行うことを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5, further comprising a ground fault means for grounding between the low potential side connection means and the voltage detection means, the judgment means. Is characterized in that the determination is performed when the ground fault means has a ground fault between the low voltage side connection means and the voltage detection means.
交流信号の出力時における抵抗体及びキャパシタ間の電圧が、上記いずれか他方の接続手段の異常の有無に応じて変化する度合いは、低電位側接続手段及び電圧検出手段を備える電気経路と接地との抵抗値に依存する。そして、この抵抗値が大きいほど、上記変化の度合いが小さくなる。この点、上記発明では、地絡手段を備えることで、低電位側接続手段及び電圧検出手段と接地との間の抵抗値を好適に低減することができ、ひいては、交流信号の出力時における抵抗体及びキャパシタ間の電圧を上記いずれか他方の接続手段の異常の有無に応じて大きく変化させることができる。 The degree to which the voltage between the resistor and the capacitor at the time of output of the AC signal changes according to the presence or absence of abnormality of the other connection means is determined by the electrical path including the low potential side connection means and the voltage detection means, and grounding. Depends on the resistance value. The degree of the change becomes smaller as the resistance value is larger. In this regard, in the above invention, by providing the ground fault means, the resistance value between the low potential side connection means and the voltage detection means and the ground can be suitably reduced, and as a result, the resistance at the time of output of the AC signal can be reduced. The voltage between the body and the capacitor can be greatly changed according to the presence or absence of an abnormality in the other connection means.
(第1の実施形態)
以下、本発明にかかる組電池の監視装置をハイブリッド車に適用した第1の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which an assembled battery monitoring device according to the present invention is applied to a hybrid vehicle will be described with reference to the drawings.
図1に、本実施形態のシステム構成を示す。図示される組電池10は、車載高圧バッテリを構成するものであり、車載回転機に電力を供給したり、車載回転機から供給される電気エネルギを充電したり、更には、図示しない降圧コンバータを介して車載低圧バッテリに電力を供給したりする。組電池10は、電池セルB0〜B3の直列接続体である。ここで、電池セルBi(i=0〜3)は、リチウム2次電池である。なお、図1においては、模式的に4個の電池セルB0〜B3の直列接続体として組電池10を記載しているが、実際には、所望の高電圧(例えば「288V」)を実現すべく、数十個の電池セルBiの直列接続体にて組電池10が構成される。
FIG. 1 shows the system configuration of this embodiment. The illustrated assembled
組電池10を構成する各電池セルBiの負極端子には、配線Liが接続されており、各電池セルBiの正極端子には、配線L(i+1)が接続されている。各配線Lj(j=0〜4)はそれぞれ抵抗体11を備えており、抵抗体11の他方の端部でマルチプレクサMPXに接続されている。
A wiring Li is connected to the negative terminal of each battery cell Bi constituting the assembled
マルチプレクサMPXは、一対の配線Li、L(i+1)を選択的にフライングキャパシタ12に接続するものである。詳しくは、マルチプレクサMPXは、隣接する電池セルの電圧がフライングキャパシタ12に印加される際の充電極性が互いに逆となる態様にて一対の配線Li、L(i+1)をフライングキャパシタ12に接続する。マルチプレクサMPXは、各配線Ljに対応したスイッチング素子SWjを備えて構成されており、これらスイッチング素子SW0,SW2,SW4とスイッチング素子SW1、SW3とがフライングキャパシタ12の互いに相違する電極に接続されている。なお、スイッチング素子SW0〜SW4は、例えばフォトMOSリレー等の絶縁素子にて構成されている。
The multiplexer MPX selectively connects a pair of wirings Li and L (i + 1) to the flying
フライングキャパシタ12は、スイッチング素子SSa,SSbを介して電圧検出回路14に接続可能とされている。フライングキャパシタ12が電圧検出回路14に電気的に接続されることで、フライングキャパシタ12の電圧が電圧検出回路14によって検出される。ここで、本実施形態では、電圧検出回路14として、オペアンプにて構成される差動増幅回路を例示している。なお、図中、電圧検出回路14を構成するオペアンプの反転入力端子と接地との間が抵抗体16にて電気的に接続されていると記載しているが、この抵抗体16は、スイッチング素子SSa,SSb及び電圧検出回路14を備える実際の電気系統と接地との間の合成インピーダンスを模式的に示したものである。また、上記スイッチング素子SSa,SSbは、フォトMOSリレー等の絶縁素子にて構成されている。
The flying
電圧検出回路14の出力信号は、組電池用の電子制御装置(電池ECU20)に取り込まれる。電池ECU20は、アナログデジタル変換装置(A/D変換装置22)を備えており、これにより電圧検出回路14の出力電圧をデジタルデータに変換する。制御部24では、A/D変換装置22の出力するデジタルデータに基づき、各種のデジタル処理を行う。
The output signal of the
また、制御部24では、上記マルチプレクサMPXや、スイッチング素子SSa,SSbを操作することで、電池セルBiの電圧を検出する。すなわち、電池セルBiの電圧を検出する際には、スイッチング素子SSa,SSbをオフ状態として且つ、スイッチング素子SWi,SW(i+1)を所定時間Ta(例えば「数ms」)の間オン状態とすることで、フライングキャパシタ12に電池セルBiの電圧を印加する。そしてその後、電池セルBiとフライングキャパシタ12とを絶縁した後、スイッチング素子SSa,SSbをオン状態とすることで、フライングキャパシタ12の電圧を電圧検出回路14に印加する。これにより、電池ECU20では、各電池セルBiの電圧を検出することができる。
Further, the control unit 24 detects the voltage of the battery cell Bi by operating the multiplexer MPX and the switching elements SSa and SSb. That is, when detecting the voltage of the battery cell Bi, the switching elements SSa and SSb are turned off, and the switching elements SWi and SW (i + 1) are turned on for a predetermined time Ta (for example, “several ms”). Thus, the voltage of the battery cell Bi is applied to the flying
更に、電池ECU20では、組電池10を備える車載高圧システムと車体との絶縁不良の有無を検出する処理を行う。これは、高圧システムを車体に対して絶縁しなければならないという法規制に対応した処理である。なお、電池ECU20にとってのグランドラインは、車体とされている。
Further, the
こうした処理を実行すべく、制御部24では、矩形波状の交流信号(矩形波信号RS)を出力する。矩形波信号RSは、インピーダンス変換手段としてのボルテージフォロワ26に取り込まれる。そして、ボルテージフォロワ26の出力は、抵抗体28及びコンデンサ38を介して組電池10に電気的に接続されている。詳しくは、本実施形態では、組電池10の負極側の配線L0に接続されている。一方、抵抗体28及びコンデンサ38の接続点は、コンパレータ30の反転入力端子に印加され、コンパレータ30の非反転入力端子には、閾値電圧Vthが印加される。ここで、閾値電圧Vthは、電源32の電圧が抵抗体34,36によって分圧されることで生成されるものである。コンパレータ30の出力は、制御部24に取り込まれる。制御部24では、スイッチング素子SW0〜SW4及びスイッチング素子SSa,SSbのオフ状態時において、矩形波信号RSが出力される際のコンパレータ30の出力に基づき、高圧システムと車体との絶縁不良の有無を判断する。
In order to execute such processing, the control unit 24 outputs a rectangular wave AC signal (rectangular wave signal RS). The rectangular wave signal RS is taken into the
すなわち、高圧システムと車体との絶縁が良好である場合には、コンパレータ30の反転入力端子に印加される電圧Va、換言すれば抵抗体28及びコンデンサ38間の電圧Vaは、制御部24が出力する矩形波信号RSそのものとなる。これに対し、高圧システムと車体との絶縁が不十分である場合には、車体、抵抗体28、コンデンサ38、及び高圧システムを備える閉ループ回路が形成されるため、矩形波信号RSの出力時の電圧Vaが低下する。このため、閾値電圧Vthを、これら絶縁不良の有無による電圧Vaの変化を判断することのできる値に設定することで、高圧システムと車体との絶縁不良の有無を判断することができる。
That is, when the insulation between the high-voltage system and the vehicle body is good, the control unit 24 outputs the voltage Va applied to the inverting input terminal of the
ところで、マルチプレクサMPXを構成するスイッチング素子SW0〜SW4のオフ操作時において、これらが電気的な導通状態となる異常が生じることがある。そしてこの場合には、組電池10を構成する電池セルBiの電圧を適切に検出することができないことについては上述したとおりである。
By the way, when the switching elements SW0 to SW4 constituting the multiplexer MPX are turned off, an abnormality may occur in which they are in an electrically conductive state. In this case, the voltage of the battery cell Bi constituting the assembled
そこで本実施形態では、上述した高圧システムと車体との絶縁不良の有無の判断に用いたハードウェアを利用しつつ、スイッチング素子SW0〜SW4の絶縁不良の有無を判断する。これは、スイッチング素子SSa,SSbのオン状態時において矩形波信号RSが出力される際の抵抗体28及びコンデンサ38間の電圧Vaに基づき行うことができる。図2に、上記スイッチング素子SW0〜SW4の絶縁不良の有無の判断手法を示す。
Therefore, in the present embodiment, the presence or absence of insulation failure of the switching elements SW0 to SW4 is determined using the hardware used to determine the presence or absence of insulation failure between the high-voltage system and the vehicle body. This can be performed based on the voltage Va between the
図2(a)は、スイッチング素子SW0〜SW4に異常がない正常時の場合を示している。図示されるように、この場合、矩形波信号RSが抵抗体28に印加されることで、抵抗体28及びコンデンサ38間の電圧Vaは、矩形波信号RSに応じた交流信号となって且つ、その波高値は、上記閾値電圧Vthを超える。これは、抵抗体28の抵抗値R1(例えば数百kΩ)が、高圧システム及び車体間の抵抗(例えば数十MΩ)と比較して無視し得るほど小さいことによる。
FIG. 2A shows a normal case where the switching elements SW0 to SW4 are normal. As illustrated, in this case, the rectangular wave signal RS is applied to the
これに対し、図2(b)に例示するように、スイッチング素子SW1が絶縁不良となっている場合には、抵抗体28、コンデンサ38、スイッチング素子SW1、スイッチング素子SSb、抵抗体16及び車体を備える閉ループ回路が形成される。このため、抵抗体28及びコンデンサ38間の電圧は、制御部24から出力された矩形波信号RSの電圧を、抵抗体28及び抵抗体16にて分圧したものとなる。ここで、抵抗体16の抵抗値R3(例えば数百kΩ)は、抵抗体28の抵抗値R1と同程度となるため、抵抗体28及びコンデンサ38間の電圧Vaは、正常時と比較して小さくなる。このため、閾値電圧Vthを超えることはない。なお、上記の議論において、抵抗体11の抵抗値は、抵抗体28,16のそれと比較して無視できるとした。
On the other hand, as illustrated in FIG. 2B, when the switching element SW1 has poor insulation, the
図3に、本実施形態にかかるスイッチング素子SW0〜SW4の異常の有無の判断処理の手順を示す。この処理は、制御部24によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。 FIG. 3 shows a procedure for determining whether or not there is an abnormality in the switching elements SW0 to SW4 according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the control unit 24 at a predetermined cycle, for example.
この一連の処理では、まずステップS10において、異常診断実行条件が成立しているか否かを判断する。ここで、異常診断実行条件としては、例えば以下のいずれかとすればよい。
a.車載制御装置の主電源がオンとなった直後との条件:ここで、車載制御装置としては、車載動力発生装置を制御対象とする制御装置とすることが望ましい。ここで主電源がオン状態とされるのは、例えばユーザが自己を認識させる手段を車両に近づけたり、ユーザが携帯の操作手段を操作して上記オン状態となるような指令信号を出力した場合等である。
b.所定時間経過時:所定周期で異常診断を実行するなら、スイッチング素子SW0〜SW4の異常を早期発見できる。
c.車載制御装置の主電源のオフ直後:ここでも、車載制御装置は、車載動力発生装置を制御対象とする制御装置とすることが望ましい。ここで主電源がオフ状態とされるのは、例えばユーザが自己を認識させる手段を車両から所定以上離間させたり、ユーザが携帯の操作手段を操作して上記オフ状態となるような指令信号を出力した場合等である。
d.電力変換回路への電力供給停止:組電池は、電力変換回路(インバータ)を介して車載動力発生装置としての回転機に接続されている。ここで、組電池及び電力変換回路間には、これらの間を電気的に導通及び遮断するリレー等の導通制御手段が設けられている。この導通制御手段によって組電池と電力変換回路との間が遮断されることを条件とする。なお、これらの導通の指示は、通常、ユーザが車載操作部を操作することで行われる。
In this series of processing, first, in step S10, it is determined whether or not an abnormality diagnosis execution condition is satisfied. Here, the abnormality diagnosis execution condition may be any of the following, for example.
a. Conditions immediately after the main power supply of the in-vehicle control device is turned on: Here, the in-vehicle control device is preferably a control device that controls the in-vehicle power generation device. Here, the main power source is turned on when, for example, the means for allowing the user to recognize himself / herself is brought close to the vehicle, or the user operates the portable operation means to output a command signal that is turned on. Etc.
b. When a predetermined time elapses: If abnormality diagnosis is executed at a predetermined cycle, abnormalities in the switching elements SW0 to SW4 can be detected early.
c. Immediately after the main power supply of the in-vehicle control device is turned off: Again, the in-vehicle control device is preferably a control device that controls the in-vehicle power generation device. Here, the main power supply is turned off because, for example, a command signal that causes the user to recognize himself / herself is more than a predetermined distance from the vehicle, or that the user operates the portable operating means to enter the off state. This is the case when outputting.
d. Stopping power supply to the power conversion circuit: The assembled battery is connected to a rotating machine as an in-vehicle power generation device via a power conversion circuit (inverter). Here, between the battery pack and the power conversion circuit, conduction control means such as a relay for electrically conducting and blocking between them is provided. The condition is that the battery pack and the power conversion circuit are disconnected by the conduction control means. Note that these instructions for conduction are normally performed by the user operating the in-vehicle operation unit.
上記異常診断実行条件が成立すると判断される場合、ステップS12において、スイッチング素子SSa,SSbをオン状態とし、また、矩形波信号RSを出力する。ステップS12の処理が完了する場合、所定時間Tの間、待機する(ステップS14)。これは、コンデンサ38が充電されるまでの間は、抵抗体28及びコンデンサ38間の電圧Vaの挙動が、スイッチング素子SW0〜SW4の異常の有無を的確に反映したものとならないことによる。ここで、所定時間Tは、電池セルBiの電圧検出時におけるスイッチング素子SWi、SW(i+1)をオン操作する所定時間Taよりも長い時間(例えば「数百ms」)とされる。これは、コンデンサ38の静電容量が、フライングキャパシタ12の静電容量よりも大きいためである。このため、抵抗体28及びコンデンサ38間の電圧Vaの挙動がスイッチング素子SW0〜SW4の異常の有無を的確に反映したものとなると想定されるまでに要する時間は、電池セルBiの電圧検出のタイムスケールと比較して長くなる。ちなみに、矩形波信号RSの周期TPも、電圧検出に際してスイッチング素子SWi、SW(i+1)をオン操作する所定時間Taよりも長い時間(例えば「数百ms」)に設定される。
If it is determined that the abnormality diagnosis execution condition is satisfied, in step S12, the switching elements SSa and SSb are turned on, and the rectangular wave signal RS is output. When the process of step S12 is completed, the process waits for a predetermined time T (step S14). This is because until the
上記所定時間Tが経過すると、ステップS16において、抵抗体28及びコンデンサ38間の電圧Vaが閾値電圧Vthよりも大きいか否かを判断する。より正確には、周期的に閾値電圧Vthよりも大きくなるか否かを判断する。そして、大きいと判断される場合には、ステップS18において、スイッチング素子SW0〜SW4は正常であると判断する。これに対し、閾値電圧以下であると判断される場合には、ステップS20において、スイッチング素子SW0〜SW4は異常であると判断する。
When the predetermined time T has elapsed, it is determined in step S16 whether or not the voltage Va between the
このように、本実施形態では、高圧システム及び車体間の絶縁不良の有無を検出するためのハードウェア手段を流用することで、スイッチング素子SW0〜SW4の異常の有無を適切に判断することができる。このため、電圧検出結果が異常である場合、その異常が電池セルBi自体に起因するものなのか、スイッチング素子SW0〜SW4の異常に起因するものなのかを特定することができる。したがって、異常時のフェールセーフ処理としても、マルチプレクサMPXに異常が生じたことを前提とした処理とすることができる。また、部品交換の際にも、異常個所が特定されるために、不必要に大量の部品を交換する必要もない。これに対し、先の図8、図9に示したように、電圧検出結果の異常のみからは、電池セルBiの異常なのかマルチプレクサMPXの異常なのかを特定できないことがあり、この場合、フェールセーフ処理としても、双方の異常を前提とした過剰な処理を行わなければならない。更に、部品交換に際しても、過剰な部品交換がなされるおそれがある。 Thus, in this embodiment, the presence or absence of abnormality of the switching elements SW0 to SW4 can be appropriately determined by diverting hardware means for detecting the presence or absence of insulation failure between the high-pressure system and the vehicle body. . For this reason, when the voltage detection result is abnormal, it is possible to specify whether the abnormality is caused by the battery cell Bi itself or the abnormality of the switching elements SW0 to SW4. Therefore, the fail-safe process at the time of abnormality can be a process based on the assumption that an abnormality has occurred in the multiplexer MPX. In addition, when replacing parts, since an abnormal part is specified, it is not necessary to replace an unnecessarily large number of parts. On the other hand, as shown in FIGS. 8 and 9, it may not be possible to specify whether the battery cell Bi is abnormal or the multiplexer MPX is abnormal only from the abnormality of the voltage detection result. Even as a safe process, an excessive process based on both abnormalities must be performed. Furthermore, there is a risk that excessive component replacement may be performed during component replacement.
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。 According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1)矩形波信号RSが出力されて且つスイッチング素子SSa,SSbによるフライングキャパシタ12及び電圧検出回路14間の電気的な接続がなされている期間における抵抗体28及びコンデンサ38間の電圧に基づき、スイッチング素子SW0〜SW4の異常の有無を判断した。これにより、スイッチング素子SW0〜SW4の絶縁不良異常の有無を的確に判断することができる。
(1) Based on the voltage between the
(2)スイッチング素子SW0〜SW4を、複数の電池セルB0〜B3のいずれかを選択してフライングキャパシタ12に電気的に接続可能とするマルチプレクサMPXとした。この場合、スイッチング素子SW0〜SW4に異常がある場合には、電池セルBiの電圧を適切に検出することができなくなることがある。しかし、この電圧値の異常がマルチプレクサMPXの異常に起因するものか、電池セルBi自体の異常に起因するものかを特定するのは困難である。このため、本発明の利用価値が特に高い。
(2) The switching elements SW <b> 0 to SW <b> 4 are multiplexers MPX that select any one of the plurality of battery cells B <b> 0 to B <b> 3 and can be electrically connected to the flying
(3)スイッチング素子SW0〜SW4の異常の有無を判断するに際し、スイッチング素子SSa、SSbのオン時間(所定時間T)を、電池セルBiの電圧検出時にスイッチング素子SW0〜SW4をオン状態とする所定時間Taよりも長くした。これにより、コンデンサ38が十分に充電されると想定される時間の経過を待って異常の有無を判断することができ、ひいては判断精度を向上させることができる。
(3) When determining whether or not there is an abnormality in the switching elements SW0 to SW4, the ON time (predetermined time T) of the switching elements SSa and SSb is set to a predetermined value for turning on the switching elements SW0 to SW4 when the voltage of the battery cell Bi is detected It was longer than time Ta. As a result, it is possible to determine the presence or absence of abnormality after a lapse of time when it is assumed that the
(4)矩形波信号RSが出力されて且つスイッチング素子SSa,SSb及びスイッチング素子SW0〜SW4のいずれもオフ状態である期間における抵抗体28及びコンデンサ38間の電圧Vaに基づき、高圧システムと車体との絶縁不良の有無を検出する手段を流用することで、スイッチング素子SW0〜SW4の異常の有無を判断した。これにより、スイッチング素子SW0〜SW4の異常の有無を判断するために、新たに追加する部品点数を低減することができる。
(4) Based on the voltage Va between the
(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
本実施形態では、スイッチング素子SSa,SSbの異常の有無を判断する。図4に、本実施形態にかかる異常の有無の判断処理の手順を示す。この処理は、制御部24によって例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図4において、先の図3に示した処理に対応する処理については、便宜上同一の符号を付している。 In the present embodiment, it is determined whether or not the switching elements SSa and SSb are abnormal. FIG. 4 shows a procedure for determining whether there is an abnormality according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the control unit 24 at a predetermined cycle, for example. In FIG. 4, processes corresponding to the processes shown in FIG. 3 are given the same reference numerals for convenience.
この一連の処理では、ステップS10において異常診断実行条件が成立していると判断される場合、ステップS12aにおいて、スイッチング素子SW0〜SW4をオン状態とする。そして、先の図3の処理の要領で、ステップS16の処理における判断結果に応じて、スイッチング素子SSa,SSbが正常である旨の判断(ステップS18a)、又はスイッチング素子SSa,SSbが異常である旨の判断(ステップS20a)を行う。 In this series of processing, when it is determined in step S10 that the abnormality diagnosis execution condition is satisfied, the switching elements SW0 to SW4 are turned on in step S12a. Then, according to the determination result in the process of step S16, the determination that the switching elements SSa and SSb are normal (step S18a) or the switching elements SSa and SSb are abnormal in the manner of the process of FIG. A determination to that effect is made (step S20a).
以上説明した本実施形態によれば、先の第1の実施形態の上記(1),(3),(4)の効果に準じた効果を得ることができる。 According to the present embodiment described above, it is possible to obtain an effect according to the effects (1), (3), and (4) of the previous first embodiment.
(第3の実施形態)
以下、第3の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Third embodiment)
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
本実施形態では、スイッチング素子SW0〜SW4及びスイッチング素子SSa,SSbのオフ状態において矩形波信号RSを出力することによる絶縁不良の有無の検出結果に基づき、スイッチング素子SW0〜SW4の異常の有無の判断を行う。 In the present embodiment, determination of the presence / absence of abnormality of the switching elements SW0 to SW4 based on the detection result of the presence or absence of insulation failure by outputting the rectangular wave signal RS in the off state of the switching elements SW0 to SW4 and the switching elements SSa and SSb. I do.
図5に、本実施形態にかかる異常の有無の判断処理の手順を示す。この処理は、制御部24によって例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図5において、先の図3に示した処理に対応する処理については、便宜上同一の符号を付している。 FIG. 5 shows a procedure for determining whether there is an abnormality according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the control unit 24 at a predetermined cycle, for example. In FIG. 5, processes corresponding to the processes shown in FIG. 3 are given the same reference numerals for the sake of convenience.
この一連の処理では、まずステップS30において、絶縁不良が検出されているか否かを判断する。そして、絶縁不良が検出されていない場合に限って、先の図3に示した要領でスイッチング素子SW0〜SW4の異常の有無を判断する処理を行う。これは、高圧システムと車体との間が絶縁不良である場合には、スイッチング素子SW0〜SW4の異常の有無にかかわらず、抵抗体28及びコンデンサ38間の電圧Vaが閾値電圧Vthを下回るようになるからである。
In this series of processing, first, in step S30, it is determined whether or not an insulation failure is detected. Then, only when no insulation failure is detected, a process for determining whether or not the switching elements SW0 to SW4 are abnormal is performed in the manner shown in FIG. This is because when the insulation between the high voltage system and the vehicle body is poor, the voltage Va between the
以上説明した本実施形態によれば、先の第1の実施形態の上記各効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。 According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the above-described effects of the first embodiment.
(5)絶縁不良の検出の有無に基づき、スイッチング素子SW0〜SW4の異常の有無を判断した。これにより、高圧システム及び車体間の絶縁不良に起因する異常をスイッチング素子SW0〜SW4の異常と誤判断することを回避することができる。 (5) Based on the presence or absence of detection of insulation failure, the presence or absence of abnormality of the switching elements SW0 to SW4 was determined. Thereby, it can avoid misjudging abnormality which originates in the insulation defect between a high voltage | pressure system and a vehicle body as abnormality of switching element SW0-SW4.
(第4の実施形態)
以下、第4の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
図6に、本実施形態のシステム構成を示す。 FIG. 6 shows the system configuration of this embodiment.
図示されるように、本実施形態では、スイッチング素子SSa,SSbのそれぞれと電圧検出回路14との間を短絡させるショートスイッチ40,42を備えている。これは、スイッチング素子SW0〜SW4の異常の有無の判断処理時において、スイッチング素子SSa,SSbのそれぞれと電圧検出回路14との間を低インピーダンスで車体に電気的に接続するために設けたものである。
As illustrated, in the present embodiment, short switches 40 and 42 that short-circuit each of the switching elements SSa and SSb and the
図7に、本実施形態にかかる異常の有無の判断処理の手順を示す。この処理は、制御部24によって例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図5において、先の図3に示した処理に対応する処理については、便宜上同一の符号を付している。 FIG. 7 shows a procedure for determining whether there is an abnormality according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the control unit 24 at a predetermined cycle, for example. In FIG. 5, processes corresponding to the processes shown in FIG. 3 are given the same reference numerals for the sake of convenience.
この一連の処理では、先の図3に示したステップS12に代えて、ステップS12bにおいて、スイッチング素子SSa,SSbのオン操作とともに、ショートスイッチ40,42をオン操作する。 In this series of processing, instead of step S12 shown in FIG. 3 above, in step S12b, the short switches 40 and 42 are turned on together with the switching elements SSa and SSb being turned on.
以上説明した本実施形態によれば、先の第1の実施形態の上記各効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。 According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the above-described effects of the first embodiment.
(6)スイッチング素子SW0〜SW4の異常の有無を判断すべく矩形波信号RSを出力する期間において、ショートスイッチ40,42をオン状態とした。これにより、スイッチング素子SSa,SSb及び電圧検出回路14と接地との間の抵抗値を好適に低減することができ、ひいては、矩形波信号RSの出力時における抵抗体28及びコンデンサ38間の電圧Vaをスイッチング素子SW0〜SW4の異常の有無に応じて大きく変化させることができる。
(6) The short switches 40 and 42 are turned on during the period in which the rectangular wave signal RS is output to determine whether or not the switching elements SW0 to SW4 are abnormal. As a result, the resistance values between the switching elements SSa and SSb and the
(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
(Other embodiments)
Each of the above embodiments may be modified as follows.
・上記第1の実施形態に対する第2の実施形態の変更点によって、第3、4の実施形態を変更してもよい。 The third and fourth embodiments may be changed by changing the second embodiment with respect to the first embodiment.
・上記第1の実施形態に対する第3の実施形態の変更点によって、上記第4の実施形態を変更してもよい。 -You may change the said 4th Embodiment by the change of 3rd Embodiment with respect to the said 1st Embodiment.
・上記第1、3,4の実施形態では、低圧側のスイッチング素子SSa,SSbの双方をオン状態とすることで、高圧側のスイッチング素子SW0〜SW4の異常の有無を判断したが、これに限らず、いずれか一方のみオン状態としてもよい。これにより、異常があると判断される場合、異常のあるスイッチング素子をオン状態とされるスイッチング素子に接続可能とされているものに絞り込むことができる。すなわち、スイッチング素子SSaをオン状態とした際に異常があると判断されるなら、スイッチング素子SSaに接続可能とされるスイッチング素子SW0,SW3,SW4の少なくとも1つに異常があると判断することができる。 In the first, third, and fourth embodiments, it is determined whether there is an abnormality in the high-voltage side switching elements SW0 to SW4 by turning on both of the low-voltage side switching elements SSa and SSb. Not limited to this, only one of them may be turned on. Accordingly, when it is determined that there is an abnormality, it is possible to narrow down the abnormal switching elements to those that can be connected to the switching elements that are turned on. That is, if it is determined that there is an abnormality when the switching element SSa is turned on, it may be determined that at least one of the switching elements SW0, SW3, SW4 that can be connected to the switching element SSa is abnormal. it can.
・上記第2の実施形態では、高圧側のスイッチング素子SW0〜SW4の全てをオン状態とすることで、低圧側のスイッチング素子SSa,SSbの異常の有無を判断したが、これに限らず、低圧側のスイッチング素子SSa,SSbのいずれか一方に接続可能とされるもののみオン状態としてもよい。これにより、異常があると判断される場合には、異常があるスイッチング素子がいずれであるかを特定することができる。 In the second embodiment, all the high-voltage side switching elements SW0 to SW4 are turned on to determine whether the low-voltage side switching elements SSa and SSb are abnormal. However, the present invention is not limited to this. Only those that can be connected to either one of the switching elements SSa and SSb on the side may be turned on. Accordingly, when it is determined that there is an abnormality, it is possible to identify which switching element has the abnormality.
・フライングキャパシタや電圧検出回路の数は、1個ずつに限らず、複数であってもよい。この場合、複数の電圧検出回路のそれぞれに、検出対象とする電池セルを適宜割り振ればよい。 The number of flying capacitors and voltage detection circuits is not limited to one, but may be plural. In this case, a battery cell to be detected may be appropriately assigned to each of the plurality of voltage detection circuits.
・上記第3の実施形態では、予め絶縁不良である旨判断される場合には、スイッチング素子SW0〜SW4の異常の有無の判断処理を実行しないこととしたが、これに限らない。例えば、先の図3に例示した処理によってスイッチング素子SW0〜SW4に異常があると判断された場合にこれを仮異常として且つ、この判断から所定期間内に絶縁不良である旨判断される場合には、上記仮異常を取り消すようにしてもよい。 In the third embodiment, when it is determined in advance that there is an insulation failure, the determination process for the presence / absence of abnormality of the switching elements SW0 to SW4 is not executed, but the present invention is not limited to this. For example, when it is determined that there is an abnormality in the switching elements SW0 to SW4 by the process illustrated in FIG. 3 as a temporary abnormality, and from this determination, it is determined that there is an insulation failure within a predetermined period. May cancel the temporary abnormality.
・電池セル及びフライングキャパシタ(蓄電手段)を電気的に接続可能とする高電位側接続手段としては、マルチプレクサMPXに限らない。例えばフライングキャパシタを電池セルと同数備えて且つ、各電池セルの電圧を対応するフライングキャパシタにて検出すべくこれらを電気的に接続するものであってもよい。この場合であっても、この高電位側接続手段や、各フライングキャパシタを電圧検出回路に接続する低電位側接続手段の異常の有無を判断するうえで、本発明の適用は有効である。 The high-potential side connection means that can electrically connect the battery cell and the flying capacitor (power storage means) is not limited to the multiplexer MPX. For example, the same number of flying capacitors as the battery cells may be provided, and these may be electrically connected so that the voltage of each battery cell is detected by the corresponding flying capacitor. Even in this case, the application of the present invention is effective in determining whether there is an abnormality in the high-potential side connection means and the low-potential side connection means that connects each flying capacitor to the voltage detection circuit.
・交流信号としては、矩形波信号に限らない。例えば正弦波信号であってもよい。これにより、矩形波のように高次高調波が生じることを回避することができる。 -The AC signal is not limited to a rectangular wave signal. For example, it may be a sine wave signal. Thereby, it is possible to avoid the generation of high-order harmonics such as rectangular waves.
・上記各実施形態では、電圧検出回路による電圧の検出対象を電池セルBiとしたが、これに限らない。例えば、互いに隣接する複数の電池セルからなるブロック毎にその電圧を検出するようにしてもよい。 In each of the above embodiments, the voltage detection target by the voltage detection circuit is the battery cell Bi, but is not limited thereto. For example, the voltage may be detected for each block composed of a plurality of battery cells adjacent to each other.
・電池セルとしては、リチウム2次電池に限らない。例えばニッケル水素2次電池であってもよい。 -The battery cell is not limited to a lithium secondary battery. For example, a nickel metal hydride secondary battery may be used.
・組電池の監視装置としては、ハイブリッド車に搭載されるものに限らず、例えば電気自動車に搭載されるものであってもよい。更に、車両に搭載されるものにも限らない。こうした場合であっても、単位電池及びキャパシタ間を接続する高電位側接続手段やキャパシタ及び電圧検出手段間を接続する低電位側接続手段の異常の有無を判断するためには、本発明の適用は有効である。 -The assembled battery monitoring device is not limited to a device mounted on a hybrid vehicle, and may be a device mounted on an electric vehicle, for example. Furthermore, it is not restricted to what is mounted in a vehicle. Even in such a case, in order to determine whether there is an abnormality in the high-potential side connection means for connecting the unit battery and the capacitor or the low-potential side connection means for connecting the capacitor and the voltage detection means, the application of the present invention is applied. Is valid.
10…組電池、12…フライングキャパシタ、14…電圧検出回路、24…電池ECU(組電池の監視装置の一実施形態)、SW0〜SW4…スイッチング素子(高電位側接続手段の一実施形態)、SSa,SSb…スイッチング素子(低電位側接続手段の一実施形態)。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記組電池にキャパシタ及び抵抗体を介して出力端子が電気的に接続される交流信号出力手段と、
該交流信号出力手段によって交流信号が出力されて且つ前記低電位側接続手段及び前記高電位側接続手段のいずれか一方による前記電気的な接続がなされている期間における前記抵抗体及びキャパシタ間の電圧に基づき、前記低電位側接続手段及び前記高電位側接続手段のいずれか他方の異常の有無を判断する判断手段とを備えることを特徴とする組電池の監視装置。 In order to detect the voltage of each unit battery composed of one or a plurality of adjacent battery cells constituting an assembled battery as a series connection body of battery cells, the unit battery and the power storage means are electrically connected by the high potential side connection means. After applying the voltage of the unit battery to the power storage means by connecting to the power storage means, the connection is released, and the unit battery is electrically connected between the power storage means and the voltage detection means by a low potential side connection means In the assembled battery monitoring device for detecting the voltage of
AC signal output means in which an output terminal is electrically connected to the assembled battery via a capacitor and a resistor;
Voltage between the resistor and the capacitor during a period in which an AC signal is output by the AC signal output means and the electrical connection is made by either the low potential side connection means or the high potential side connection means the basis, the monitoring of the assembled batteries, characterized in that it comprises a determination means for determining the presence or absence of any other abnormality of the low-potential-side connecting unit and the high-potential-side connecting means.
前記判断手段は、前記設定手段により前記接続時間が設定されている場合に前記判断を行うことを特徴とする請求項1又は2記載の組電池の監視装置。 The electrical connection time for the determination process by the determination unit by either the low potential side connection unit or the high potential side connection unit is set as the electric power by the high potential side connection unit at the time of voltage detection of the unit battery. Further comprising setting means for setting longer than the typical connection time,
3. The assembled battery monitoring apparatus according to claim 1, wherein the determination unit performs the determination when the connection time is set by the setting unit.
前記交流信号出力手段によって交流信号が出力されて且つ前記低電位側接続手段及び前記高電位側接続手段のいずれによる前記電気的な接続もなされていない期間における前記抵抗体及びキャパシタ間の電圧に基づき、前記組電池を備える高圧システムと車体との絶縁不良の有無を検出する絶縁不良検出手段を更に備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の組電池の監視装置。 The assembled battery is mounted on a vehicle,
Based on the voltage between the resistor and the capacitor during a period in which an AC signal is output by the AC signal output unit and the electrical connection is not performed by any of the low potential side connection unit and the high potential side connection unit. The assembled battery monitoring device according to any one of claims 1 to 3, further comprising insulation failure detection means for detecting presence or absence of insulation failure between a high-voltage system including the assembled battery and a vehicle body.
前記判断手段は、前記地絡手段によって低電圧側接続手段及び前記電圧検出手段間が地絡されている場合に、前記判断を行うことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の組電池の監視装置。 Further comprising a ground fault means for grounding between the low potential side connection means and the voltage detection means,
6. The determination unit according to claim 1, wherein the determination unit performs the determination when a ground fault is caused between the low-voltage side connection unit and the voltage detection unit. The assembled battery monitoring device described.
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